ES2960486T3 - Procedimiento y dispositivo para evaluar una imagen de rayos X de múltiples energías utilizando el desmontaje del material base - Google Patents

Procedimiento y dispositivo para evaluar una imagen de rayos X de múltiples energías utilizando el desmontaje del material base Download PDF

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Abstract

Las realizaciones de la presente invención proporcionan un método para evaluar una imagen de rayos X de energía múltiple utilizando la descomposición del material base BMD. El método incluye los cuatro pasos básicos a) ad): a) obtener una imagen de rayos X multienergía de un material, que comprende una primera región de material asociada con un primer material y una segunda región de material asociada con un segundo material; b) procesar el registro de rayos X multienergía comparando los valores de transmisión medidos para cada área cuando el material se irradia con al menos un primer y un segundo valor de referencia, asignándose el primer valor de referencia a un primer material base y el segundo valor de referencia a un segundo material base con el fin de proporcionar una primera representación para obtener áreas asignadas al primer material base y una segunda representación para las áreas asignadas al segundo material base; c, d) evaluar las representaciones primera y segunda con respecto a una expresión de una primera área resultante de la irradiación de la primera área material y con respecto a una expresión de una segunda área resultante de la irradiación de la segunda área material; Estos pasos b) ad) se repiten con primeros y/o segundos valores de referencia variados asignados a otros primeros y/u otros segundos materiales de base para obtener primera y segunda representaciones adicionales. La evaluación se realiza entonces hasta que la expresión de la segunda zona en las siguientes primeras representaciones y/o hasta que la expresión de la primera zona en las siguientes segundas representaciones sea mínima o mínima en términos de cantidad. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Procedimiento y dispositivo para evaluar una imagen de rayos X de múltiples energías utilizando el desmontaje del material base
[0001]Las realizaciones de la presente invención se refieren a un procedimiento para evaluar una imagen de rayos X de múltiples energías por medio de la descomposición del material de base. Otras realizaciones se refieren a un aparato respectivo.
[0002]La descomposición del material de base (BMD) generalmente se realiza con la ayuda de un procedimiento de energía dual o, en general, un procedimiento de múltiples energías.
[0003]En la clasificación de energía dual, por ejemplo, para detectar diamantes en la kimberlita de roca circundante, se utilizan carbono y aluminio como material de base. Dado que los diamantes consisten principalmente en carbono, la selección del primer material de base es relativamente fácil para la algorítmica. La roca circundante de la que se extraen los diamantes, la kimberlita, consiste principalmente en SiO2, MgO y AhO3 y varias combinaciones de metales pesados. Dado que no se conoce la composición exacta de cada roca individual, se debe encontrar una aproximación de todas las piedras de kimberlita. Mediante pruebas manuales, se ha descubierto que en algunos casos, por ejemplo, el aluminio es adecuado como aproximación aplicable. Inicialmente, sin embargo, esto no es obvio a partir de la composición de la roca. Por lo tanto, los materiales de base utilizados pueden desviarse significativamente de los materiales incluidos. Un ejemplo de detección de energía dual de diamantes dentro de rocas se describe en Markus Firsching y col. (“Detection of Enclosed Diamonds using Dual Energy X-ray imaging”, 18th World Conference on Nondestructive Testing, 20 de abril de 2012).
[0004]Como entrada para la algorítmica, la algorítmica de rayos X de energía dual de la descomposición del material de base generalmente incluyen dos materiales de base y, en particular, dos valores de referencia B1 y B2 asignados a los materiales de base buscados para poder calcular la distribución de los dos materiales de base en las proyecciones basadas en dos proyecciones de rayos X capturadas en diferentes parámetros espectrales. Aquí, el material de base se considera como la definición del material o, en particular, su número atómico Z o también su número de protones efectivo en composiciones y mezclas. Estos números atómicos y los números de protones efectivos B1 y B2, respectivamente, sirven como parámetros de entrada para la algorítmica. El resultado de la algorítmica es, por ejemplo, dos imágenes de material de base, en las que una imagen de material de base debe entenderse como una imagen resultante de la descomposición del material de base con respecto a uno de los materiales de base utilizados.
[0005]Para la algorítmica, sería ideal cuando el material irradiado (Z1, Z2) consistiera exclusivamente en los dos materiales de base B1 y B2 incorporados en la algorítmica. Entonces, el primer material aparece sólo en la primera imagen de material de base que pertenece a ese primer material de base, mientras que el segundo material aparece sólo en la imagen de material de base que pertenece al segundo material de base. En realidad, sin embargo, el material real consiste en diferentes materiales con una composición desconocida. Esto tiene el efecto de que en aplicaciones reales, por ejemplo, en la clasificación o el reciclaje, los materiales de base utilizados para la algorítmica deben estimarse o aproximarse. Aquí, surgen errores en la selección de los materiales de base que a continuación resultan en malos resultados durante la evaluación. Los malos resultados son obvios con base en las llamadas imágenes fantasma, en las que la aparición del material 1 en la imagen del material de base 2 y viceversa se conoce como imagen fantasma.
[0006]Dado que actualmente no existe un procedimiento para definir los materiales de base adecuados para las muestras de material existentes, los mismos se aproximan mediante procedimientos de medición alternativos o se determinan simplemente probando diferentes combinaciones de materiales de base mediante inspecciones visuales de los resultados. Este procedimiento es, por un lado, muy subjetivo y, por otro lado, muy lento. Además, el mismo requiere una gran cantidad de conocimientos previos y experiencia y solo puede ser aplicado por personal con experiencia. Por lo tanto, existe la necesidad de una estrategia mejorada.
[0007]El objeto de la presente invención es proporcionar un concepto automatizable mediante el cual se puedan seleccionar sistemáticamente los valores de referencia asignados a los materiales de base.
[0008]Este objeto se soluciona mediante la materia de las reivindicaciones independientes.
[0009]Las realizaciones de la presente invención proporcionan un procedimiento para evaluar una imagen de rayos X de múltiples energías (en el caso más simple de una imagen de rayos X de energía dual) por medio de la descomposición del material de base BMD. El procedimiento incluye las cuatro etapas básicas a) a d):
a) obtener una imagen de rayos X de múltiples energías (por ejemplo, bidimensional) de un material que incluye una primera área de material (coherente) que pertenece a un primer material y una segunda área de material (coherente) que pertenece a un segundo material;
b) procesar la imagen de rayos X (bidimensional) de múltiples energías comparando los valores de irradiación medidos área por área (primera área en la imagen de rayos X de múltiples energías 2D resultante de la irradiación de la primera área de material y segunda área en la imagen de rayos X de múltiples energías 2D resultante de la irradiación de la segunda área de material) con al menos un primer valor de referencia para un primer material de base y un segundo valor de referencia para un segundo material de base para obtener una primera representación para las áreas que caracterizan el primer material de base y una segunda representación para las áreas que caracterizan el segundo material de base;
c) evaluar la primera representación con respecto a una manifestación de una primera área resultante de la irradiación de la primera área de material y con respecto a una manifestación de una segunda área resultante de la irradiación de la segunda área de material; y
d) evaluar la segunda representación con respecto a la manifestación de una segunda área resultante de la irradiación de la segunda área de material y con respecto a la manifestación de una primera área resultante de la irradiación de la primera área de material.
[0010]Estas etapas b) a d) se repiten con valores de referencia primero y/o segundo variados B1' y B2' para materiales de base primero y/o segundo diferentes para obtener representaciones primera y segunda adicionales. Aquí, la evaluación se realiza hasta que la manifestación de la segunda área en las primeras representaciones adicionales y/o hasta que la manifestación de la primera área en las segundas representaciones adicionales sea mínima o mínima con respecto a su cantidad.
[0011]De acuerdo con las realizaciones, el resultado de la etapa de repetición es una identificación de la primera área de material correspondiente a un primer material de base y una identificación de la segunda área de material correspondiente al segundo material de base, lo que significa, por el contrario, que tiene lugar una asignación del primer material a un primer material de base y/o una asignación del segundo material a un segundo material de base.
[0012]Las realizaciones de la presente invención se basan en el conocimiento de que la descomposición del material de base proporciona dos proyecciones (imágenes del material de base) como salidas de la algorítmica, que se basan en el material de base seleccionado y que la selección de los al menos dos materiales de base se puede realizar de manera sistemática. Estas imágenes del material de base representan la densidad de los materiales de base seleccionados a lo largo de la trayectoria de irradiación. En los materiales de base utilizados idealmente, el otro material respectivo no se representa en la imagen del material de base. Esto significa que el material 1 (por ejemplo, Z1) sólo se puede ver en la imagen del material de base 1, mientras que el material de base 2 (por ejemplo, Z2) sólo se puede ver en la imagen del material de base 2. Obviamente, esto solo es posible cuando los materiales de base se seleccionan idealmente. Cuando los materiales de base no se han seleccionado idealmente o no se pueden seleccionar idealmente (ya que el material difiere, por ejemplo, a través de la muestra), los materiales también emergen en las respectivas imágenes de otros materiales de base, lo que da como resultado una llamada imagen fantasma. Las realizaciones de la presente invención utilizan este conocimiento en la medida en que se puede realizar a partir de esa minimización, de modo que se minimizan las llamadas "imágenes fantasma" (aparición del material 1 en la imagen del material de base 2 y viceversa) en las imágenes del material de base. Esta estrategia tiene la ventaja de que de esa manera se pueden probar sistemáticamente diferentes combinaciones de materiales de base B1 y B2 hasta que se obtenga un resultado mínimo (manifestación mínima de imágenes fantasma en las imágenes de materiales de base). Cuando se alcanza el mínimo, B1 y B2 se seleccionan de modo que correspondan a los Z1 y Z2 reales de la muestra analizada.
[0013]Aquí, por ejemplo, el primer valor de referencia encontrado respectivamente o la combinación del primer y segundo valores de referencia para los cuales la manifestación que caracteriza el segundo material de base es mínima o mínima con respecto a su cantidad, se puede producir como resultado. Viceversa, obviamente, también se produce como resultado el segundo valor de referencia o la combinación del primer y el segundo valor de referencia para los cuales la manifestación que caracteriza al primer material de base es mínima o mínima con respecto a su cantidad.
[0014]De acuerdo con realizaciones adicionales, cuando se evalúa la primera representación o las primeras representaciones adicionales, así como cuando se evalúa la segunda representación o las segundas representaciones adicionales, se puede determinar un factor que proporciona información sobre una presencia y/o una manifestación del área que caracteriza el segundo material de base en la primera representación o la primera representación adicional o sobre una presencia o un grado de manifestación del área que caracteriza el primer material de base en la segunda representación o la segunda representación adicional. Con base en este factor, se puede realizar una minimización. Además, con base en este factor, es posible determinar el grado de variación del primer o segundo valor de referencia adicional. Según otras realizaciones, cuando se evalúa la primera o representación la primera representación adicional, así como la segunda representación o la segunda representación adicional, se puede evaluar la manifestación. Por ejemplo, la manifestación que caracteriza/asigna al segundo material de base en las primeras representaciones se evalúa por un factor de -x a x (corresponde a "imagen fantasma" en la imagen B1), mientras que la manifestación del área que caracteriza/asigna al primer material de base en las segundas representaciones se evalúa por un factor de -y a y (corresponde a "imagen fantasma" en la imagen B2). El signo indica en qué dirección se debe variar el valor de referencia. Aquí, el primer valor de referencia B1 se varía en la dirección de un material de base con un número de protones más alto cuando el signo de y es negativo y en la dirección de un material de base con un número de protones más bajo cuando el signo de y es positivo. De manera análoga, el segundo valor de referencia B2 se varía en la dirección de un material de base con un número de protones más alto cuando el signo de x es negativo y en la dirección de un material de base con un número de protones más bajo cuando el signo de x es positivo. Además, según otras realizaciones, la cantidad de variación también se puede realizar con base en la cantidad de los factores -x, x, -y e y. En otras palabras, la variación se realiza con base en la evaluación.
[0015]De acuerdo con las realizaciones, la variación de los valores de referencia B1', B2' se puede realizar con base en una pluralidad predefinida de valores de referencia primero y segundo o con base en un número de repetición predefinido. Además, de acuerdo con realizaciones adicionales, también sería posible que se realice una variación durante una medición real para rastrear los valores de referencia para el primer y el segundo material de base utilizados para la medición.
[0016]Según otras realizaciones, el procedimiento no solo incluye la evaluación, sino también la imagen de rayos X de múltiples energías real (que tiene al menos dos energías).
[0017]Una realización adicional se refiere a un aparato para evaluar una imagen de rayos X de múltiples energías por medio de la descomposición del material de base. El aparato incluye al menos una interfaz para recibir la imagen de rayos X de múltiples energías, así como un procesador para evaluación. Una realización adicional se refiere a un sistema de rayos X de una fuente de rayos X, un detector de rayos X, así como un aparato para evaluación.
[0018]El aparato también se puede implementar en el software, de modo que una realización adicional se refiere a un programa informático para realizar el procedimiento cuando el procedimiento se ejecuta en un ordenador. Implementaciones adicionales se definen en las reivindicaciones secundarias. Las realizaciones de la presente invención se explicarán en detalle en base a los dibujos adjuntos. Muestran:
Figura 1 un diagrama de flujo esquemático para ilustrar el procedimiento de evaluación de acuerdo con una realización básica.
Figura 2 una tabla para ilustrar una estrategia de evaluación iterativa de acuerdo con realizaciones extendidas;
y
Figura 3 una ilustración esquemática de un sistema de rayos X con una unidad de evaluación según una realización.
[0019]Antes de analizar las realizaciones de la presente invención a continuación con base en los dibujos adjuntos, debe observarse que se proporcionan elementos y estructuras iguales con los mismos números de referencia de modo que la descripción de los mismos sea interaplicable o intercambiable.
[0020]Antes de explicar en detalle la estrategia para determinar los valores de referencia para los materiales de base, a continuación, se analizará brevemente la descomposición del material de base como tal.
[0021]La descomposición del material de base es un procedimiento cuantitativo para determinar las proporciones de los materiales de base (conocidos) en un objeto con la ayuda de la radiación X. Aquí, se utiliza el hecho de que, dependiendo de la energía, diferentes materiales tienen diferentes coeficientes de atenuación p. Para una energía de fotones aguda, la intensidad I detrás de un objeto con el coeficiente de atenuación de masa p' y la densidad superficial a según la ley de Lambert Beer es
I = l0 * exp(—|i'a)
E = In 7® = p'a
Donde I0 es la intensidad no atenuada y E la extinción. Si se superponen varios materiales (indexados por j), los coeficientes de atenuación se suman exponencialmente. Las mediciones a diferentes energías (indexadas por k) dan como resultado un conjunto de ecuaciones:
[0022]Este sistema de ecuaciones lineales se puede resolver bajo ciertas condiciones y proporciona las densidades superficiales aj de los materiales de base (se supone que se conocen).
[0023]Dado que las fuentes de rayos X monoenergéticas son complejas, caras y/o peligrosas en la práctica (sincrotrón, preparaciones radiactivas, etc.), el procedimiento se ha adaptado para fuentes de amplio espectro.
[0024]Si se conoce el espectro S(E) y la eficiencia del detector D(E) en función de la energía, se puede calcular la intensidad que determina el detector:
[0025]La intensidad determinada detrás de un objeto atenuante es análoga:
[0026]A partir de esto, se puede calcular un coeficiente de atenuación efectivo en función de la densidad de la superficie a para diferentes espectros S(E) / eficiencias del detector D(E) a través de la extinción E.
[0027]A partir de esta descomposición del material de base, como ya se mencionó anteriormente, con frecuencia el problema es que los materiales de base seleccionados o, en particular, los valores de referencia B1 y B2 asignados a los materiales de base de acuerdo con los números de protones o los números de protones efectivos Z1 o Z2 no se seleccionan correctamente al 100 %, para seleccionar estos al menos dos valores de referencia para los al menos dos materiales de base (opcionalmente también más de dos valores de referencia para más de dos materiales de base) se utiliza el procedimiento 100 ilustrado en la Fig. 1. El procedimiento 100 incluye las cuatro etapas básicas 110, 120, 130 y 140. Adicionalmente, el procedimiento 100 incluye la etapa opcional 105 antes de la etapa 110. En la etapa 105, se capturan imágenes de rayos X que tienen preferentemente al menos dos energías de radiación diferentes (tecnología de rayos X de energía dual) o también más de dos energías de radiación (tecnología de rayos X de múltiples energías). Dado que la descomposición del material de base se aplica en la clasificación del material o también en el reciclaje, debe observarse que el objeto o material irradiado es típicamente una masa de material, tal como un material molido extraído (roca circundante con mineral) que tiene dos porciones de material. Estas dos porciones de material se producen, en suma, como áreas de material, en las que los volúmenes parciales se producen uno al lado del otro en el volumen total.
[0028]La primera porción de material puede ser la roca, mientras que la segunda porción de material incluye un metal a extraer, tal como mena. Para clasificar los materiales mediante tecnologías de rayos X de energía dual/múltiple, se definen dos materiales de base o, desde un punto de vista técnico, dos valores de referencia asignados a los dos materiales de base que se aproximan lo más posible a los materiales incluidos en la roca circundante. Estos materiales definidos sirven como valores iniciales donde se realizan las etapas 110 a 140.
[0029]En la etapa 110, las imágenes capturadas se transfieren a la unidad de evaluación. La etapa 110 se refiere a la obtención de una imagen de rayos X de múltiples energías de un material (el material) que incluye una primera área de material asignada al primer material y una segunda área de material asignada al segundo material.
[0030]Tal como se analizó anteriormente, en la etapa 120, la imagen de rayos X de múltiples energías se procesa de acuerdo con la descomposición del material de base. Básicamente, el valor de irradiación obtenido por área al irradiar el material se compara con al menos un primer y un segundo valor de referencia, donde el primer valor de referencia se asigna al primer material de base y el segundo valor de referencia al segundo material de base. El objetivo de esta comparación es obtener dos imágenes de material de base o, en general, dos representaciones.
[0031]Una imagen de material de base es una imagen resultante de la descomposición del material de base con respecto a uno de los materiales de base utilizados. Si, por ejemplo, una muestra consiste en dos materiales diferentes que a continuación van a ser los materiales de base, el primer material solo aparece en la primera imagen del material de base que pertenece a este primer material de base, mientras que el segundo material aparece solo en la imagen del material de base que pertenece al segundo material de base. Si los materiales de base/valores de referencia B1, B2 no se seleccionan de manera óptima, se obtienen las llamadas imágenes fantasma. La aparición del material 1 en la imagen del material de base 2 y viceversa se conoce como imagen fantasma. En esta etapa 120, se generan al menos dos representaciones, donde la primera representación incluye, en el caso óptimo, áreas que pertenecen al primer material de base y la segunda representación incluye áreas (áreas que difieren de las primeras áreas) asignadas al segundo material de base. Cuando los materiales de base no se seleccionan de manera óptima, una manifestación del área que caracteriza el primer material de base aparece en la segunda representación y/o una manifestación del área que caracteriza el segundo material de base aparece en la primera representación. Esta manifestación se conoce como imagen fantasma, donde estas manifestaciones se analizarán ahora en las etapas 130 y 140.
[0032] En la etapa 130, la primera representación del material de base se evalúa con respecto a una manifestación de una primera área resultante de la irradiación de la primera área de material y con respecto a una manifestación de un área resultante de la irradiación de la segunda área de material (imagen fantasma). De manera análoga, en la etapa 140, la representación del material de la segunda base se evalúa con respecto a la manifestación de una segunda área resultante de la irradiación de la segunda área de material y con respecto a la manifestación de una primera área resultante de la irradiación de la primera área de material (imagen fantasma). Cuanto más fuerte sea la segunda manifestación/la segunda imagen fantasma en la primera representación y/o la primera manifestación/la primera imagen fantasma en la segunda representación, más lejos estará del óptimo el valor de referencia asignado a los materiales de base 1 y 2.
[0033] En un proceso iterativo, las etapas 120, 130 y 140 se repiten con valores de referencia primero y segundo variados B1', B2' asignados a un primer y un segundo materiales de base diferentes para obtener y evaluar una primera y una segunda representación adicionales. Esta repetición tiene lugar hasta que la manifestación de la segunda área en las primeras representaciones y/o hasta que la manifestación de la primera área en las segundas representaciones posteriores sea mínima o mínima con respecto a su cantidad. Esta repetición se ilustra en función del bucle de iteración que tiene el número de referencia 150. La manifestación respectiva, es decir, la fuerza de la aparición de la primera o segunda área en la imagen de material de base diferente respectiva, puede considerarse como nivel de calidad para los materiales de base seleccionados. El objetivo es minimizar estas imágenes erróneas basadas en imágenes de calibración de muestras con materiales conocidos y, por lo tanto, maximizar la calidad del material de base seleccionado. Esto se puede lograr considerando las sumas de las cantidades absolutas en las imágenes del material de base para el material diferente respectivo y manteniendo el mismo lo más bajo posible (lo más cerca posible de cero) mediante la selección de diferentes materiales de base.
[0034] De acuerdo con las realizaciones, hay dos estrategias para determinar los materiales de base que se van a probar.
1. Fuerza bruta:
Todas las combinaciones de materiales posibles, es decir, todos los elementos químicos, se utilizan como material de base entre sí. También es posible limitar esto no a elementos químicos sino también incorporar composiciones químicas en las posibles combinaciones de materiales, esto aumenta aún más el número de posibles combinaciones, lo que también aumenta aún más el tiempo de cálculo.
En las imágenes de material de base, solo se prueba para qué combinación de B1 y B2 las imágenes fantasma son las más bajas.
2. Derivación iterativa del área real del material de base: con base en la física subyacente de la atenuación de la radiación X, se puede determinar si se utilizará un material de base que tenga un número de protones más alto o más bajo (para elementos) o un número de protones efectivo (para composiciones químicas y mezclas). Para ello, se analiza si la parte conocida de la muestra que consiste en un material aparece en la imagen de material de base diferente respectiva como "imagen fantasma" y si este es el caso en qué medida y con qué signo. Para ello, básicamente, se deben diferenciar nueve casos de los que se puede derivar cómo se debe adaptar la selección de los materiales de base. La tabla ilustrada en la Figura 2 muestra los signos de las imágenes fantasma. La tabla muestra los signos de las imágenes fantasma, la primera muestra el signo en la imagen del material de base para B1 en ubicaciones de la imagen donde no existe Z1, sino solo Z2, y la segunda muestra el signo en la imagen del material de base para B2 en ubicaciones de la imagen donde no existe Z2, sino solo Z1. Cero significa que no se produce ninguna imagen fantasma. Además, se asume que B1 > B2.
Si existen áreas adecuadas en la imagen de la muestra, se puede determinar inmediatamente en qué dirección se deben adaptar B1 y B2. Si, además, se conoce la densidad superficial de la imagen (densidad multiplicada por la longitud irradiada) de la muestra, con la ayuda de una única calibración con un número suficientemente grande de muestras de calibración que tienen una densidad superficial conocida, no solo se puede calcular la dirección (mayor o menor) de la adaptación de B1 y/o B2, sino que también se puede determinar la distancia al material de base coincidente o la cantidad de adaptación coincidente del valor de referencia. Por lo tanto, es posible encontrar la combinación coincidente de B1 y B2 con pocas etapas de iteraciones.
[0035] Para realizar el procedimiento en una planta de clasificación, el proceso se puede realizar de la siguiente manera. El material "bueno" y "malo" se transportan uno detrás del otro a través de la cinta transportadora en la unidad de rayos X de un clasificador y se capturan con tecnología de rayos X de energía dual. Aquí, el material "bueno" corresponde a un material conocido y deseado (valioso), el material "malo" corresponde, por ejemplo, a la roca circundante o a materiales sin valor. (Alternativamente, las muestras también pueden ocurrir de manera mixta en las proyecciones de rayos X, sin embargo, tiene que tener lugar la asignación de qué muestras en la proyección de rayos X corresponden al material deseado y cuáles son desconocidas). En la siguiente etapa, el procedimiento descrito determina, con base en los datos capturados, la combinación óptima de los materiales de base. Todavía sería posible que el sistema se adapte a un cambio del material "malo", esto es posible siempre que el material "bueno" pueda identificarse o detectarse claramente, respectivamente. Una posible aplicación de este procedimiento es la identificación de materiales en el contexto de hornos para identificar materiales, es decir, aceros específicos. Se producen imágenes de rayos X que incluyen materiales claramente identificables (posiblemente en forma pura). Si se generan imágenes de rayos X adicionales que muestran una intersección representativa, se pueden encontrar materiales de base adecuados sin tener que caracterizar los constituyentes del material examinado con más detalle. Durante el funcionamiento de una planta de clasificación, el procedimiento podría usarse permanentemente para adaptarse, por ejemplo, a combinaciones de materiales variables. De esa manera, el trabajo del dispositivo no tendría que interrumpirse para la calibración.
[0036] La Figura 3 muestra una planta de rayos X 10 que tiene una fuente de radiación 12, un detector de radiación 14 y una cinta transportadora 16 dispuesta entre ellos que guía el material (volumen del objeto) a irradiar a través del área de irradiación 17. El medio de evaluación 20 que realiza la evaluación discutida anteriormente está conectado al detector 14. El sistema de rayos X 10 está conectado a una unidad de clasificación de materiales 22 que realiza la clasificación de materiales con base en los materiales detectados (la detección se realiza mediante los medios de evaluación 20).
[0037] Aquí, debe observarse que esta unidad de evaluación 20 incluye esencialmente una interfaz de entrada para recibir las imágenes de irradiación y un procesador para la algorítmica de evaluación.
[0038] Con respecto a la realización de la Fig. 1, cabe señalar que aquí, de acuerdo con una variación, la suma de las cantidades absolutas asignadas a uno de los materiales de base se ha utilizado como una medida para la manifestación, donde, de acuerdo con realizaciones adicionales, también se puede utilizar una medida diferente como criterio de calidad.
[0039] Este procedimiento se aplica tanto en el campo de la clasificación industrial por rayos X con energía dual, por ejemplo, en los campos de la clasificación, la minería y la extracción de materias primas, como en la clasificación de alimentos. Hasta ahora, la enseñanza de estos dispositivos requiere un alto grado de conocimiento técnico. Mediante el procedimiento presentado, esto puede representarse al menos en parte.
[0040] Aunque se han descrito algunos aspectos en el contexto de un aparato, es obvio que estos aspectos también representan una descripción del procedimiento correspondiente, de manera que un bloque o dispositivo de un aparato también corresponde a una respectiva etapa de procedimiento o un rasgo de una etapa de procedimiento. De manera análoga, los aspectos descritos en el contexto de una etapa de procedimiento también representan una descripción de un bloque o detalle o rasgo correspondiente de un aparato correspondiente. Algunas o todas las etapas del procedimiento se pueden realizar mediante el uso de un dispositivo de hardware (o de un aparato de hardware), como, por ejemplo, un microprocesador, un ordenador programable o un circuito electrónico. En algunas realizaciones, algunas o varias de las etapas más importantes del procedimiento se pueden realizar mediante dicho aparato.
[0041] Dependiendo de ciertos requisitos de implementación, las realizaciones de la invención se pueden implementar en hardware o software. La implementación puede ser realizada mediante el uso de un medio de almacenamiento digital, por ejemplo, un disco flexible, un DVD, un CD, un disco Blu-Ray, una ROM, una PROM, una PROM, una EEPROM o una memoria FLASH, un disco duro u otro dispositivo de almacenamiento magnético u óptico teniendo señales de control legibles electrónicamente almacenadas en el mismo, las cuales cooperan o son capaces de cooperar con un sistema informático programable tal que se realice el respectivo procedimiento. Por lo tanto, el medio de almacenamiento digital puede ser legible por un ordenador.
[0042] Algunas realizaciones según la invención incluyen un soporte de datos que comprende señales de control electrónicamente legibles, que son capaces de cooperar con un sistema informático programable, de tal forma que se realiza uno de los procedimientos descritos en esta invención.
[0043] En general, las realizaciones de la presente invención se pueden implementar como un producto de programa informático con un código de programa, siendo el código de programa operativo para realizar uno de los procedimientos cuando el producto de programa informático se ejecuta en un ordenador.
[0044] El código de programa se puede almacenar, por ejemplo, en un soporte legible por máquina.
[0045] Otras realizaciones comprenden el programa informático para realizar uno de los procedimientos descritos en esta invención, donde el programa informático es almacenado en un soporte legible por máquina.
[0046] En otras palabras, una realización del procedimiento inventivo es, por lo tanto, un programa informático que comprende un código de programa para realizar uno de los procedimientos descritos en esta solicitud, cuando el programa informático se ejecuta en un ordenador.
[0047] Una realización adicional del procedimiento inventivo es, por lo tanto, un soporte de datos (o un medio de almacenamiento digital, o un medio legible por ordenador) que comprende, grabado en el mismo, el programa informático para realizar uno de los procedimientos descritos en esta invención.
[0048]Una realización adicional del procedimiento inventivo es, por lo tanto, un flujo de datos o una secuencia de señales que representan el programa informático para realizar uno de los procedimientos descritos en esta invención. El flujo de datos o la secuencia de señales pueden, por ejemplo, estar configurados para ser transferidos a través de una conexión de comunicación de datos, por ejemplo, a través de Internet.
[0049]Una realización adicional comprende un medio de procesamiento, por ejemplo, un ordenador, o un dispositivo lógico programable, configurado para o adaptado para realizar uno de los procedimientos descritos en esta invención.
[0050]Una realización adicional comprende un ordenador que tiene instalado en el mismo el programa informático para realizar uno de los procedimientos descritos en esta invención.
[0051]Una realización adicional de acuerdo con la invención incluye un aparato o un sistema configurado para transmitir un programa informático para realizar al menos uno de los procedimientos descritos en esta invención a un receptor. La transmisión puede ser electrónica u óptica, por ejemplo. El receptor puede ser un ordenador, un dispositivo móvil, un dispositivo de memoria o un dispositivo similar, por ejemplo. El aparato o el sistema puede incluir un servidor de archivos para transferir el programa informático al receptor, por ejemplo.
[0052]En algunas realizaciones, se puede usar un dispositivo lógico programable (por ejemplo, una matriz de puertas programablesin situ,FPGA, por sus siglas en inglés) para realizar algunas o todas las funcionalidades de los procedimientos descritos en esta invención. En algunas realizaciones, una matriz de puertas programablesin situpuede cooperar con un microprocesador con el fin de realizar uno de los procedimientos descritos en esta invención. En general, los procedimientos se realizan preferentemente por cualquier aparato de hardware. Este puede ser un hardware universalmente aplicable, tal como un procesador informático (CPU), o un hardware específico del procedimiento, tal como un ASIC.
[0053]Las realizaciones descritas anteriormente son simplemente ilustrativas de los principios de la presente invención. Se entiende que, para otros expertos en la materia, resultarán evidentes modificaciones y variaciones de las disposiciones y los detalles descritos en esta invención. Por lo tanto, la intención es que la invención esté limitada solo por el alcance de las reivindicaciones de patente adjuntas y no por los detalles específicos presentados a modo de descripción y explicación de las realizaciones de esta invención.

Claims (15)

REIVINDICACIONES
1. Un procedimiento implementado por ordenador (100) para evaluar una imagen de rayos X de múltiples energías en la clasificación de materiales por medio de la descomposición del material de base:
a) obtener (110) una imagen de rayos X de múltiples energías de un material que incluye una primera área de material que pertenece a un primer material y una segunda área de material que pertenece a un segundo material; donde la primera área de material y la segunda área de material están ubicadas una al lado de la otra, donde en la imagen de rayos X de múltiples energías una primera área resulta de la irradiación de la primera área de material y una segunda área resulta de la irradiación de la segunda área de material;
b) procesar (120) la imagen de rayos X de múltiples energías mediante valores de irradiación medidos durante la irradiación del material para al menos la primera y la segunda áreas por medio de la descomposición del material de base mientras se determina al menos un primer valor de referencia (B1) para un primer material de base y un segundo valor de referencia (B2) para un segundo material de base para obtener una primera representación para las áreas que caracterizan el primer material de base y una segunda representación para las áreas que caracterizan el segundo material de base;
c) evaluar (130) la primera representación con respecto a una manifestación de una primera área resultante de la irradiación de la primera área de material y con respecto a una manifestación de una segunda área resultante de la irradiación de la segunda área de material;
d) evaluar (140) la segunda representación con respecto a la manifestación de una segunda área resultante de la irradiación de la segunda área de material y con respecto a la manifestación de una primera área resultante de la irradiación de la primera área de material; y
e) repetir (150) las etapas b) a d) con valores de referencia primero y segundo variados (B1', B2') asignados a otro primer y otro segundo material de base para obtener y evaluar más primeras y segundas representaciones adicionales hasta la manifestación de la segunda área en las primeras representaciones adicionales y/o hasta que la manifestación de la primera área en las segundas representaciones adicionales sea/sean mínima o mínima con respecto a su cantidad.
2. El procedimiento (100) según la reivindicación 1, donde el primer y segundo valores de referencia (B1, B2) así como el primer y segundo valores de referencia variados (B1', B2') incluyen cada uno un número de protones y/o un número de protones efectivo.
3. El procedimiento (100) según la reivindicación 1 o 2, donde el resultado de la etapa e) comprende una identificación de la primera área de material según un primer material de base y/o una identificación de la segunda área de material según un segundo material de base; y/o
donde el resultado de la etapa e) comprende una asignación del primer material a un primer material de base y/o una asignación del segundo material a un segundo material de base.
4. El procedimiento (100) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde los primeros valores de referencia (B1, B1'), para los cuales la manifestación asignada al segundo material de base es mínima o mínima con respecto a su cantidad se producen como resultado y/o donde los segundos valores de referencia (B2, B2') para los cuales la manifestación asignada al primer material de base es mínima o mínima con respecto a su cantidad se producen como resultado.
5. El procedimiento (100) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde al evaluar (130) la primera representación y/o las primeras representaciones adicionales se determina un factor que proporciona información sobre una ocurrencia y/o un grado de manifestación del área asignada al segundo material de base en la primera y/o las primeras representaciones adicionales;
donde al evaluar (140) la segunda representación y/o las segundas representaciones adicionales se determina un factor que proporciona información sobre una ocurrencia y/o un grado de manifestación del área asignada al primer material de base en la segunda y/o las segundas representaciones adicionales; y
donde se toman como resultado los valores de referencia primero y segundo (B1, B2) donde los factores determinados son mínimos.
6. El procedimiento (100) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde la etapa del procedimiento e) se repite para una pluralidad predefinida de primeros y segundos valores de referencia (B1, B2).
7. El procedimiento (100) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, donde la n-ésima repetición de la etapa e) del procedimiento se realiza con base en el resultado de la n-1-ésima repetición de la etapa e) del procedimiento.
8. El procedimiento (100) según la reivindicación 7, donde, cuando se evalúa la primera representación o la primera representación adicional, la manifestación asignada al segundo material de base se evalúa mediante un factor de -x a x y donde, cuando se evalúa la segunda representación o la segunda representación adicional, la manifestación del área asignada al primer material de base se evalúa mediante un factor de -y a y.
9. El procedimiento (100) según la reivindicación 8, donde los primeros valores de referencia (B1) se varían en la dirección de un material de base que tiene un mayor número de protones si el signo de y es negativo, y se varían en la dirección de un material de base que tiene un menor número de protones si el signo de y es positivo; y/o donde los segundos valores de referencia (B2) se varían en la dirección de un material de base que tiene un número de protones más alto si el signo de x es negativo, y se varían en la dirección de un material de base que tiene un número de protones más bajo si el signo de x es positivo.
10. El procedimiento (100) según la reivindicación 9, donde la cantidad de variación depende de la cantidad del factor -x, x, -y, y.
11. El procedimiento (100) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde las etapas a) a e) se repiten para las segundas representaciones adicionales durante el funcionamiento con el fin de rastrear los valores de referencia (B1, B2) para el segundo material de base utilizado para la medición.
12. El procedimiento (100) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde el procedimiento comprende determinar la imagen de rayos X de múltiples energías del material antes de la etapa a).
13. Un programa informático para realizar un procedimiento (100) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores cuando el programa se ejecuta en un ordenador.
14. Un aparato (20) para evaluar una imagen de rayos X de múltiples energías en la clasificación de materiales por medio de una descomposición del material de base, que comprende:
una interfaz configurada para obtener una imagen de rayos X de múltiples energías de un material que incluye una primera área de material que pertenece a un primer material y una segunda área de material que pertenece a un segundo material; donde la primera área de material y la segunda área de material están ubicadas una al lado de la otra, donde en la imagen de rayos X de múltiples energías una primera área resulta de la irradiación de la primera área de material y una segunda área resulta de la irradiación de la segunda área de material;
un procesador configurado para procesar la imagen de rayos X de múltiples energías mediante valores de irradiación medidos al irradiar el material para al menos la primera y segunda áreas por medio de la descomposición del material de base mientras se determina al menos un primer valor de referencia (B1) para un primer material de base y un segundo valor de referencia (B2) para un segundo material de base para obtener una primera representación para las áreas que caracterizan el primer material de base y una segunda representación para las áreas que caracterizan el segundo material de base; y
evaluar la primera representación con respecto a una manifestación de una primera área resultante de la irradiación de la primera área de material y con respecto a una manifestación de un área resultante de la irradiación de la primera área de material, así como la segunda representación con respecto a la manifestación de la segunda área resultante de la irradiación de la segunda área de material y con respecto a la manifestación de una primera área resultante de la irradiación de la primera área de material;
donde el procesamiento y la evaluación por parte del procesador se repiten con valores de referencia primero y segundo variados (B1', b2') asignado a diferentes primeros y diferentes segundos materiales de base para obtener y evaluar más primeras y segundas representaciones adicionales hasta la manifestación de la segunda área en las primeras representaciones adicionales y/o hasta que la manifestación de la primera área en las segundas representaciones adicionales sea mínima o mínima con respecto a su cantidad.
15. Un sistema de rayos X (10) que comprende:
una fuente de rayos X (12), un detector de rayos X (14), así como un aparato según la reivindicación 14.
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